Установка дорожной трубы

Разновидности и характеристики водопропускных труб

Современный рынок предлагает обширный ассортимент труб для создания водопропускных тоннелей. Основой классификации этого ассортимента является принцип деления продукции по типу применяемого конструкционного материала. Наиболее востребованными на сегодняшний день являются железобетонные водопропускные трубы, пластиковые трубы водопропускного типа и металлические гофрированные трубы для пропуска воды.

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

К достоинству таких труб можно отнести возможность их изготовления прямо на месте укладки дороги. Их самостоятельное изготовление предполагает процесс заливки бетонного раствора в армированную опалубку. Процедура эта занимает довольно много времени, поэтому для обустройства водоводов железобетонные и бетонные трубы поступают на строительную площадку в уже готовом к эксплуатации виде. Они отличаются особой прочностью и способны выдерживать сейсмические нагрузки до 9 баллов.

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Пластиковые трубы

Схема монтажа круглой водопропускной трубы.

Преимуществом пластиковых водопропускных труб является их способность сопротивляться высоким внешним нагрузкам. Но их монтаж требует усиления полотна над каналом путем сооружения бетонной арки, для чего внешняя сторона трубы используется в качестве опалубки.

Частичная разгрузка пластиковой трубы реализуется и с помощью металлических коробов (габионов), заполняемых крупными валунами. Таким образом, слоеная конструкция со стойкой сердцевиной и надежной внешней частью может эксплуатироваться не один десяток лет.

Пластичный водовод, созданный из полимерных труб, гораздо легче переносит подвижки грунта, чем жесткая конструкция из бетона.

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Если рассматривать использование металлических водопропускных труб с точки зрения прочностного расчета, то данный вариант может претендовать на идеальное решение вопроса. Конечно, способность металла хорошо удерживать внешние нагрузки является главным преимуществом металлических труб, но данное достоинство практически сводит к нулю высокая восприимчивость металла к коррозийным разрушениям.

Подобные проколы очень актуальны в ситуациях, когда невозможен ремонт водопропускных труб основного водовода и его эксплуатация вследствие засорения или даже разрушения. Такая дренажная система помогает сбрасывать уровень воды и дает возможность расчистки или починки основного водовода под дорогой. Кроме того, металлические трубы могут использоваться не только в качестве водовода, но и как своеобразный футляр, защищающий внутренний трубопровод.

Схема надфундаментных частей средних частей труб.

Для монтажа постоянных водопропускных сооружений под дорогой используют специальные сборные металлические гофрированные конструкции (СМГК). Исходя из классического определения, такие изделия не относятся к категории труб, поскольку металлические гофрированные листы преобразуются в сборную конструкцию прямо на месте сооружения водовода возле дороги.

Нестандартные металлические гофрированные конструкции и тоннели из них наделены целым рядом достоинств, недоступных для водопропускных каналов, созданных из труб. Данные преимущества базируются на том, что гофрированные металлические системы в процессе сборки могут принимать разнообразные сложные формы, в которые нереально перевоплотиться обычным трубам, а срок их эксплуатации достигает 50-60 лет, да и к тому же гофрированные металлические конструкции на 25-30% дешевле своих бетонных аналогов и, несмотря на это, наделены повышенной сейсмоустойчивостью.

Установка дорожной трубы

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Применяются водопропускные трубы, как альтернатива малым мостам. В случае одинаковых технико-экономических показателей моста и трубы, она предпочтительней в силу таких своих преимуществ:

  • не разрушает непрерывность земляного массива;
  • требует меньших материальных затрат по сравнению с мостом;
  • демонстрирует высокие эксплуатационные характеристики в валах с толщиной засыпки более 2 м. При этом толщина засыпки от поверхности трубы до нижнего слоя дороги должна составлять не менее 0.5 м.

К конечному потребителю попадают следующие типы труб, в зависимости от материала изготовления:

  • железобетонные конструкции;
  • полимерные;
  • металлические трубы.

Перечисленные виды могут отличаться между собой такими характеристиками:

  • поперечным сечением (прямоугольным, круглым, овальным);
  • количеством очков в сечении (одно, два или несколько);
  • в зависимости от поперечного сечения различают напорные изделия и полунапорные.

Главным требованием к обустройству водопропускных конструкций является отсутствие ледохода или наледей. Для осуществления их монтажа на зарыбленных водоемах требуется разрешение рыбнадзора.

https://www.youtube.com/watch?v=Zx7kRL-TKncrel=0&controls=0&showinfo=0

Как уже было упомянуто, различают три типа труб: железобетонные, пластиковые (полимерные) и металлические. Железобетонные конструкции характеризуются относительной дешевизной, хорошей прочностью и оптимальными показателями герметичности.

Устройство водопропускной трубы под дорогой
Устройство водопропускной трубы под дорогой

Преимуществом железобетонных изделий является возможность их производства прямо на строительной площадке. Чтобы сделать такую трубу самостоятельно, нужно выполнить заливку бетона в армированную опалубку. Диаметр изделий составляет от 0.5 м до 4.0 м.

Они устойчивы к сейсмической нагрузке в 9 баллов. Могут использоваться в дорожных полотнах, с колеей более 1.5 м.

Пластиковые конструкции для водопропускных задач под дорожным покрытием демонстрируют достаточно высокое сопротивление внешней нагрузке, поэтому широко применяются в на практике. Тем не менее, для более надежной эксплуатации рекомендуется соорудить бетонную арку над пластиковой трубой, внешняя сторона которой станет опалубкой.

Установка дорожной трубы

Помимо бетонной заливки можно использовать габионы. Это металлические короба, которые заполняются валунами. Преимущество пластиковых труб – устойчивость к движению грунта, по сравнению с жесткими железобетонными конструкциями.

Однако, они беспомощны перед коррозийными процессами, поэтому чаще всего применяются для однократного прокола почвенной насыпи с целью осушить прилегающую к ней территорию.

Такая манипуляция может понадобиться, если ремонт основного водопропускного сооружения невозможен.

Гофрированные металлические конструкции

Металлические конструкции обладают гофрированным корпусом и являются наиболее прочными. Такие водопропускные каналы способны выдерживать колоссальные нагрузки, однако, такие трубы обладают одним большим недостатком — они подвержены коррозии.

Металлические трубы подвержены коррозии, поэтому используются в качестве временных конструкций

Наиболее популярный вариант использования таких труб — временный проход под автомобильной магистралью. Проходы производятся с целью отвода воды с одной стороны дороги на другую. Такая необходимость зачастую возникает в случае засорения или обвала основного водопропускного канала.  Кроме этого, металлическую трубу могут использовать как защитный футляр для полимерного трубопровода, обладающего устойчивостью к коррозийным воздействиям.

Гофрированные железные водопропускные трубопроводы применяются и для армирования стенок буровых скважин. Иногда из таких труб всё же монтируют постоянную конструкцию, однако, это происходит крайне редко.

Собираются металлические водоотводные каналы из отдельных сегментов. Сборка, как правило, выполняется на месте установки. Стоит также отметить, что такие трубы могут иметь практически любую форму в готовом виде. Это связано с тем, что они имеют гофрированные стенки, которые способны сгибаться. Если металлические листы имеют защитный антикоррозийный слой, такая конструкция может прослужить до 50 лет. Затраты на обустройства водоотводного металлического канала на 20–30% ниже, чем железобетонного.

В последнее время широкое распространение получили гофрированные водопропускные трубы. Они используются не только для отведения излишков воды под дорожными полотнами, но и для укрепления или изменения русла небольших речек. С их помощью монтируются многопролетные мосты.

Гофрированные изделия имеют главное преимущество – более низкую стоимость. Кроме того, они демонстрируют такие достоинства:

  1. Высокую степень адаптации, благодаря широкому ассортименту изделий с разным сечением.
  2. Небольшой вес и возможность доставки изделий в паллетах.
  3. Простоту монтажа, доступного специалистам без опыта установки водопропускных сооружений.
  4. Прочность и гибкость трубы, которая в комбинации с оптимальной толщиной засыпки почвой демонстрирует сейсмологические показатели выше, чем у бетонных конструкций.
  5. Продолжительный срок службы. Гофрированные изделия могут прослужить до 100 лет.
  6. Доступную цену на продукцию, что позволяет сэкономить до 30% стоимости сооружения водоотвода.
  7. Возможность эксплуатации во всех климатических зонах.

водопропускные трубы

Гофрированные трубы выпускаются из оцинкованной рулонной стали. Они характеризуются диаметром от 1.0 до 15.0 м.

Сечение может иметь несколько форм:

  • круглую (от 1.5 до 7.0 м);
  • квадратную (от 3.0 до 8.0 м);
  • грушевидную (от 1.5 до 8.0);
  • арочную (высота конструкции от 2.0 до 13.0 м);
  • эллипсовидную (от 1.5 до 6.5 м).

Удлинение оголовками используется для сопряжения корпуса трубы с почвенной насыпью, а также для обеспечения оптимальных условий для протекания воды.

Полимерная гофрированная водопропускная труба
Полимерная гофрированная водопропускная труба

Различают такие типы оголовков:

  • портальные;
  • раструбные;
  • воротниковые;
  • обтекаемые.

Портальный оголовок простой в производстве, однако, его конструкция не обеспечивает плавного протекания воды. Из-за этого его используют в местах с малыми объемами воды и небыстрым течением для труб диаметром 0.5-0.75 м.

Раструбный оголовок состоит из портальной стенки и открылков. Два открылка развернуты относительно продольной оси трубопроводы под углом 20-30˚. Изделие демонстрирует хорошую пропускную способность, поэтому может использоваться в напорных и безнапорных трубах. Чтобы повысить эффективность его работы, у входного оголовка монтируют конические или повышенные звенья.

Воротниковый оголовок обустраивается таким способом, что его окаймление надевается на крайнее звено трубы, которое срезано до полости откоса. Устройство обтекаемого оголовка обеспечивает высокую пропускную способность, но оно сложно в производстве. Оно выполнено в виде усеченного конуса.

Благодаря прочности материала звенья выдерживают сейсмическую активность до 9 баллов и не имеют температурных ограничений. Различают звенья круглые, прямоугольные и с плоским опиранием.

Так как трубы железобетонные отличаются сборной конструкцией, то звенья обеспечивают удлинение водопропускного сооружения на нужное расстояние. Такие звенья эффективны на неустойчивых грунтах.

Последовательность монтажа водопропускных труб

Весь процесс установки водопропускных труб под дорогу разделяется на несколько этапов:

  • рытье котлована;
  • укладка фундамента;
  • монтаж труб;
  • обустройство насыпи дороги.

Итак, первый этап подразумевает рытье котлована, размеры которого определяются параметрами основания водовода. Важную роль здесь также может играть и тип почвы, который должен удержать массивную конструкцию. От типа грунта будет зависеть и обустройство откосов котлована.

Котлован роется по классической схеме, то есть сначала снимается верхний плодородный слой, затем осуществляется разработка первой ступени, снова выемка грунта на втором уровне и т.д. Глубина котлована в обязательном порядке должна достигать уровня промерзания грунта. В противном случае система водовода может быть деформирована в ходе пучения грунта. Для отвода влаги из котлована используется дренажная система из траншей или водяной насос.

Так как пропускные водоводы под дорогой обычно сооружаются на довольно влажных участках, обязательным условием их успешной эксплуатации является хорошо продуманная дренажная система.

Схема бестраншейной прокладки труб.

Стенки котлована и близлежащая насыпь укрепляется особыми модулями — габионами, устройство которых состоит из металлической сетки, заполненной камнями. Для упрочнения конструкции под габионами монтируется дополнительный слой гидроизоляции.

На втором этапе укладывается фундамент, в качестве опоры для которого выступает специально выполненная песчано-гравиевая подсыпка. Необходимость укладки подсыпки связана с тем, что она гарантирует сохранность целостности конструкции в случае воздействия деформации грунта в период пучения.

Стандартными фундаментами для укладки водопропускных труб являются блочный и монолитный.

Блочный фундамент укладывается, начиная с блока под оголовок трубы, который углубляется в грунт на 25-30 см ниже отметки промерзания грунта. После этого на песчано-гравийную подушку монтируются остальные блоки, перепады высоты между платформами при этом заполняются песчано-гравийной подсыпкой. Элементы конструкции начинают монтироваться с выходного оголовка, постепенно перемещаясь к входному участку.

Большие перепады высот в элементах конструкции для поддержки страхуются установкой свай.

К преимуществу монтажа блочного фундамента можно отнести скорость выполнения работ.

Монолитный фундамент укладывается в классическую опалубку, монтируемую поверх гидроизолирующего слоя. Заливка такого фундамента выполняется в один проход, для чего тщательно высчитывается объем основы. В ходе заливки используется только съемная опалубка, которая удаляется после застывания цемента.

Схема типов оголовков труб.

Основным достоинством монолитных конструкций фундамента является их высокая прочность. При качественном армировании такой фундамент способен выдержать и сейсмические колебания, и нагрузки пучения грунта дороги.

На следующем после укладки фундамента этапе начинается монтаж труб. Устанавливается бровка земляного полотна, монтируются выходные оголовки труб, затем поверх фундамента укладываются узлы СМГК или арочные элементы железобетонных труб. Пространство между фундаментом и стенками трубы заполняется песчано-гравийной смесью с добавлением портландцемента.

СМГК крепятся между собой заклепками или защелками, для усиления верхней части используется особая цементная стяжка. Элементы железобетонного туннеля фиксируются тоже с помощью цементных стяжек. Арочные конструкции монтируются на плиты, причем даже без укладки подсыпки.

Устройство водопропускной трубы под дорогой

На последней стадии после обустройства армирующей стяжки конструкция укрепляется бетонными бровками или габионами и засыпается 2-, 4- или 6-метровым слоем грунта дорожного полотна (в зависимости от прочности трубы).

О строительстве водопропускных труб

строительство водопропускных труб

Процесс строительства

Расчет водопропускных труб при строительстве включает в себя также следующие нюансы:

  • Бровка земляного полотна в местах подхода к трубе должна возвышаться относительно расчетного уровня воды как минимум на 50 сантиметров, а в случае работающих в полунапорном и полунапорном режиме труб – как минимум на 1 метр;
  • Оголовки водопропускных труб должны включать в себя портальную стенку и два откосных крыла, которые заглубляют в грунт на 25 сантиметров ниже глубины его промерзания и устанавливают на основание из щебенки, толщина которого составляет 10 сантиметров.
труба водопропускная

Пример трубы

В соответствии с несущей способностью труб их классифицируют на три группы:

  1. Первая группа – расчетная высота засыпки грунтом составляет 2 метра;
  2. Вторая – 4 метра;
  3. Третья – 6 метров.
устройство водопропускных труб

Строительство трубы

При разработке котлованов под фундаменты для водопропускных труб чаще всего не предусматривают крепление. Устойчивость стенок такого котлована невозможно обеспечить только в условиях водонасыщенного грунта со значительным притоком воды – в таком случае осуществляют разработку грунта, защищая его креплением.

Кроме того, крепление котлована предусмотрено в случае строительства трубы, расположенной на небольшом расстоянии от эксплуатируемых сооружений – в таком случае крепление обеспечивает устойчивость этих сооружений.

Различные характеристики котлована зависят от целого ряда факторов:

  • Технологию разработки и очертание котлована проектируют в соответствии с конструкцией и фундаментом трубы, а также – видом и состоянием грунтов основания;
  • При назначении крутизны откосов учитывают глубину котлована и характеристики разрабатываемого грунта;
  • В случае нанесения гидроизоляционного слоя на конструкцию трубы или выполнения других работ, предусматривающих пребывание в котловане людей, расстояние вертикальная стенка котлована должна находиться на расстоянии минимум в 70 см от боковой поверхности фундамента;
  • железобетонные трубы водопропускные

    Железобетонные трубы водопропускные

    В случае безопалочного бетонирования фундамента размеры котлована принимаются равными размерам самого фундамента;

  • В случае разработки котлована с откосами расстояние от подошвы откоса до фундамента не должно составлять менее 30 см.

В любом случае размеры котлована должны быть увязаны с возможностями используемого землеройного оборудования. Кроме того, при строительстве котлована следует предотвратить его заполнение грунтовыми и поверхностными водами, для чего по периметру котлована отсыпаются грунтовые валики.

В случае сооружения трубы на месте постоянного водотока производят строительство запруд либо при помощи канав русло отводят в сторону.

Удаление воды, проникающей в котлован, может осуществляться двумя способами:

  1. В низовой части котлована устраивают выпуск в канаву для отведения воды, что чаще всего применяется в случае строительства косогорных труб.
  2. Обеспечивают водоотлив механизированный. Для этого низовую часть котлована оборудуют ограждаемым приямком, вода из которого откачивается с помощью насоса.

Фундамент

трубы железобетонные водопропускные

Пример трубы

Осуществляя строительство водопропускных труб, монтаж фундамента из сборных элементов для водопропускной трубы выполняют следующим образом:

  1. Производят укладку блоков фундаментов оголовков, доводя до подошвы фундамента самой трубы.
  2. Производят засыпание пазух фундаментов оголовков до равного уровня.
  3. Выполняют засыпку пазух оголовочных фундаментов грунтом местным.
  4. Места сопряжений фундаментов с разной глубиной заложения засыпают смесью песка и гравия или песка и щебня.
  5. Смесь уплотняют послойно и заливают раствором цемента.
  6. Производят одновременную укладку фундаментов оголовков и посекционный монтаж фундамента трубы.

Устройство водопропускной трубы под дорогой

Процесс обустройства монолитного фундамента включает в себя следующие операции:

  • Изготовление и установка опалубки;
  • Приготовление или доставка в готовом виде бетонной смеси;
  • Укладка бетонной смеси;
  • Уход за уложенным бетоном;
  • Демонтаж опалубки;
  • Засыпка пазух.

В случае обустройство сборно-монолитного фундамента подготавливают подушку или основание, куда затем в межсекционные швы устанавливается опалубка.

https://www.youtube.com/watch?v=Zx7kRL-TKnc

Промежутки между находящейся в швах опалубкой и сборными элементами заполняют смесью бетона. В регионах со слабым грунтом используются также свайные фундаменты.

После того, как устройство фундамента и засыпка пазух завершены, начинают монтаж сборных оголовков и непосредственно тела трубы.

Для монтажа сборных труб используют самоходные краны, определяя их грузоподъемность в соответствии с массой блоков оголовков, тела трубы и фундамента, учитывая возможный вылет стрелы крана. Порядок монтажа зависит от условий местности и того, какая конструкция выбрана для оголовочного участка трубы.